專利名稱：用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物好氧發(fā)酵裝置，尤其涉及一種用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的生物好氧發(fā)酵一直采用向發(fā)酵液中通入無菌空氣來實(shí)現(xiàn)增加溶解氧的，因無菌空氣來自自然空氣含氧量較低(21 % )，為了滿足微生物生長和代謝的需要，因此必須通入大量的無菌空氣，這就需要大功率的無菌空氣制備系統(tǒng)，大功率意味著高能耗，據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)酵車間60 70%的能源被用在無菌空氣的制備上。尤其近年來，隨著發(fā)酵罐的規(guī)格越來越大，對應(yīng)的電機(jī)功率和相應(yīng)的附屬設(shè)備(換熱器、過濾器、接頭、管道、閥門)規(guī)格也越來越大，導(dǎo)致能源耗用巨大，設(shè)備投資過多。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)備規(guī)格小、富氧含量高的用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備裝置。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備方法，利用膜滲透的方法隔離空氣中的氮，使氧聚集后進(jìn)入發(fā)酵罐。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)上述的用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備的方法的裝置，包括依次連接的前過濾器、鼓風(fēng)機(jī)、膜元件、加壓泵、除水除油系統(tǒng)、總過濾器、預(yù)過濾器、精過濾器，所述精過濾器的出口與發(fā)酵罐連接。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備方法及裝置，由于包括依次連接的前過濾器、鼓風(fēng)機(jī)、膜元件、加壓泵、除水除油系統(tǒng)、總過濾器、預(yù)過濾器、精過濾器，所述精過濾器的出口與發(fā)酵罐連接，將膜法富氧技術(shù)應(yīng)用在微生物發(fā)酵上，自然空氣經(jīng)過預(yù)過濾器，空氣中的大顆粒塵埃被去除，然后通過鼓風(fēng)機(jī)吹入富氧膜的一側(cè)，由于空氣中各組分透過膜的滲透速率不同，在壓力的驅(qū)動(dòng)下，空氣中的氧氣優(yōu)先通過膜而氮?dú)鈪s明顯的被阻擋，致使氧氣在膜的另一側(cè)達(dá)到富集，富氧空氣從膜的出口排出，經(jīng)過加壓泵加壓，然后通過除水除油系統(tǒng)和預(yù)精過濾器，最終通入發(fā)酵罐。設(shè)備規(guī)格小、富氧含量高。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、前過濾器，2、鼓風(fēng)機(jī)，3、加壓泵，4、膜元件，5、除水除油系統(tǒng)，6、總過濾器， 7、預(yù)過濾器，8、精過濾器，9、發(fā)酵罐。
具體實(shí)施方式
下面將對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
本發(fā)明的用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備方法，其較佳的具體實(shí)施方式
是
利用膜滲透的方法隔離空氣中的氮，使氧聚集后進(jìn)入發(fā)酵罐。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)上述的用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備的方法的裝置，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖I所示
包括依次連接的前過濾器、鼓風(fēng)機(jī)、膜元件、加壓泵、除水除油系統(tǒng)、總過濾器、預(yù)過濾器、精過濾器，所述精過濾器的出口與發(fā)酵罐連接。
本發(fā)明的用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備裝置，將膜法富氧技術(shù)應(yīng)用在微生物發(fā)酵上，自然空氣經(jīng)過預(yù)過濾器，空氣中的大顆粒塵埃被去除，然后通過鼓風(fēng)機(jī)吹入富氧膜的一側(cè)，由于空氣中各組分透過膜的滲透速率不同，在壓力的驅(qū)動(dòng)下，空氣中的氧氣優(yōu)先通過膜而氮?dú)鈪s明顯的被阻擋，致使氧氣在膜的另一側(cè)達(dá)到富集，富氧空氣從膜的出口排出，經(jīng)過加壓泵加壓，然后通過除水除油系統(tǒng)和預(yù)精過濾器，最終通入發(fā)酵罐。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比較所具有的有益效果是
(I)由于采用上述技術(shù)方案，進(jìn)入發(fā)酵罐無菌空氣先經(jīng)過富氧膜裝置處理，氧氣被富集，其他氣體被阻擋，因此通入發(fā)酵罐的空氣氧氣含量高，在相同的發(fā)酵條件下，所需的無菌空氣量就減少，對應(yīng)的電機(jī)功率及附屬設(shè)備規(guī)格也相應(yīng)減小。
(2)氧濃度提高有助于減少攪拌功率，從而更加有利于細(xì)胞的生長和代謝，因?yàn)楦吖β蕯嚢杷a(chǎn)生的強(qiáng)大剪切力會撕碎細(xì)胞或者菌絲體，影響菌體生長和代謝，不利于微生物發(fā)酵，這在霉菌和放線菌發(fā)酵中尤為明顯。
(3)通入富氧空氣有利于減少種子罐和發(fā)酵罐培養(yǎng)周期。因?yàn)樵诮臃N初期，細(xì)胞處于適應(yīng)期，此時(shí)細(xì)胞主要進(jìn)行呼吸作用并為進(jìn)入對數(shù)生長期作準(zhǔn)備，由于富氧空氣的通入有利于增加細(xì)胞的呼吸作用，細(xì)胞體積迅速增大并且加快合成對數(shù)分裂期所需營養(yǎng)物質(zhì)， 快速度過適應(yīng)期，提前進(jìn)入對數(shù)生長期，從而減少培養(yǎng)周期。
(4)富氧發(fā)酵由于底物被充分消耗掉，所以發(fā)酵結(jié)束后發(fā)酵液中殘?zhí)呛可?、粘度低、色澤較淺，產(chǎn)品質(zhì)量高，更加有利于和簡化了后續(xù)的產(chǎn)品分離和提純操作，這對生成率低、易失活、收率低的產(chǎn)品發(fā)酵具有明顯的改善作用。
(5)富氧膜裝置結(jié)構(gòu)簡單，連續(xù)運(yùn)行可靠，啟停方便，啟動(dòng)后幾分鐘內(nèi)即可產(chǎn)生出穩(wěn)定的氧氣，占地面積小，設(shè)備造價(jià)低，運(yùn)行成本低，節(jié)能效果明顯，無污染，使用壽命長，一般3 5年不需要更換膜組件。
應(yīng)用領(lǐng)域生物醫(yī)藥；氨基酸；食品等領(lǐng)域。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備方法，其特征在于，利用膜滲透的方法隔離空氣中的氮，使氧聚集后進(jìn)入發(fā)酵罐。
2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求I所述的用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備的方法的裝置，其特征在于，包括依次連接的前過濾器、鼓風(fēng)機(jī)、膜元件、加壓泵、除水除油系統(tǒng)、總過濾器、預(yù)過濾器、精過濾器，所述精過濾器的出口與發(fā)酵罐連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于生物發(fā)酵無菌富氧空氣制備方法及裝置，包括依次連接的前過濾器、鼓風(fēng)機(jī)、膜元件、加壓泵、除水除油系統(tǒng)、總過濾器、預(yù)過濾器、精過濾器，精過濾器的出口與發(fā)酵罐連接。將膜法富氧技術(shù)應(yīng)用在微生物發(fā)酵上，自然空氣經(jīng)過預(yù)過濾器，空氣中的大顆粒塵埃被去除，然后通過鼓風(fēng)機(jī)吹入富氧膜的一側(cè)，由于空氣中各組分透過膜的滲透速率不同，在壓力的驅(qū)動(dòng)下，空氣中的氧氣優(yōu)先通過膜而氮?dú)鈪s明顯的被阻擋，致使氧氣在膜的另一側(cè)達(dá)到富集，富氧空氣從膜的出口排出，經(jīng)過加壓泵加壓，然后通過除水除油系統(tǒng)和預(yù)精過濾器，最終通入發(fā)酵罐。設(shè)備規(guī)格小、富氧含量高。
文檔編號C01B13/02GK102923666SQ20121042241
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者李獻(xiàn)軍, 李勇 申請人:北京誠益通控制工程科技股份有限公司